多功能电力参数监测仪的研制——信号处理与参数计算

论文题目: 多功能电力参数监测仪的研制——信号处理与参数计算

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电力电子与电力传动

作者: 裴亚强

导师: 胡仁杰

关键词: 电力参数监测,电能质量分析,复费率电能计量,数字信号处理器,电力系统

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在现代社会中,电能是一种最为广泛使用的能源,随着社会主义市场经济建设越来越完善,电力生产也需要适应市场经济的发展,在电力用户对电能质量的要求不断提高的同时,也有必要通过市场手段,按用电峰、谷不同电价促使电力用户主动调节用电负荷,多功能电力参数监测仪正是为此目的而研制。论文首先阐述了电能质量与电能计量相关的国家标准和行业标准,在此基础上提出了电力参数监测仪的系统设计方案,然后从硬件和软件两个方面详细介绍了电力参数监测仪的研制方法。多功能电力参数监测仪采用模块化的设计思路,将系统分为人机接口、主控模块、信号处理模块、传感器模块等多个功能模块,各模块之间通过信息交换协调工作,本文主要阐述信号处理模块和传感器模块的软硬件设计。硬件方面,本文从理论和实践两个方面详细介绍了信号调理及数据采样的具体电路实现,以及看门狗电路、通信接口等相关的系统电路扩展;软件方面,本文着重从算法上描述了幅值调整、相位调整、数字滤波等数据预处理算法,以及电压电流计算、电能计量、谐波分析等电力参数的计算方法,辅之以大量的算法仿真实例,形象直观地评测了算法精度。多功能电力参数监测仪使用ADI公司的数字信号处理器(DSP)为核心,配合可靠的软件设计,具有电力参数监测、电能质量分析、分时段电能计量和故障录波等功能。经过两年多的努力,系统样机已经研制成功,通过现场测试,各种功能基本达到要求,正在向产品化过渡。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 课题内容

1.3 论文结构

第二章 电能质量与电能计量

2.1 电能质量概述

2.1.1 电能质量的概念及定义

2.1.2 电能质量国家标准简介

2.2 电能计量概述

2.2.1 电能计量装置的分类

2.2.2 电能计量装置的准确度要求

2.2.3 电能表的分类

第三章 多功能电力参数监测仪的设计方案

3.1 电力参数监测仪的主要功能及性能指标

3.2 电力参数监测仪硬件总体设计方案

3.2.1 传感器模块

3.2.2 信号处理模块

3.2.3 主控模块

3.2.4 人机接口模块

3.2.5 开关量模块

3.2.6 电源模块

3.3 电力参数监测仪的软件总体设计方案

3.3.1 软件功能模块

3.3.2 软件层次结构

第四章 多功能电力参数监测仪的硬件设计

4.1 传感器模块设计

4.1.1 电压互感器原理

4.1.2 电流互感器原理

4.1.3 传感器模块输入输出通道

4.2 信号处理模块结构

4.3 信号调理及数据采样

4.3.1 计量数据的采样

4.3.2 保护电流数据的采样

4.3.3 频率采样

4.4 DSP 及其系统扩展

4.4.1 存储器结构及系统启动

4.4.2 看门狗电路

4.4.3 通信接口

4.4.4 电量脉冲输出

第五章 多功能电力参数监测仪的软件设计

5.1 系统开发的软件平台

5.1.1 DSP 开发环境

5.1.2 软件工程项目的文件组成

5.2 系统程序结构

5.2.1 程序流程

5.2.2 程序定时

5.3 数据采样

5.3.1 AD73360 数据采样

5.3.2 DSP 内置ADC 的数据采样

5.4 数据预处理

5.4.1 幅值调整

5.4.2 数字滤波

5.4.3 相位调整

5.5 电量参数计算

5.5.1 频率计算

5.5.2 电压电流值计算

5.5.3 功率计算

5.5.4 功率因素计算

5.6 复费率电能计费

5.6.1 电能计算

5.6.2 电能计量

5.6.3 电量脉冲输入

5.7 谐波分析

5.7.1 谐波计算方法

5.7.2 使用插值方法计算谐波

5.8 三相不平衡度

5.8.1 对称分量法

5.8.2 不平衡度的计算

5.9 板间通信

5.9.1 通信协议

5.9.2 通信流程

5.10 系统运行监测

5.10.1 程序存储器监视

5.10.2 数据存储器监视

5.10.3 中断监视

第六章 结论

致谢

参考文献

作者在学期间发表论文清单

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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• [4].智能型电力参数测试仪的研究与设计[D]. 魏民.武汉理工大学2003
• [5].基于FPGA的电力参数监测仪的设计[D]. 濮振华.湖南大学2012
• [6].基于GPRS的电力参数远程监控系统的设计与实现[D]. 邓一星.华中科技大学2005
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相关论文

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